Fernandes A. P., Tavares L. A., Ferreira A. G., Ferreira M. M. C., Nóbrega J. A., "Aplicação de análise exploratória em dados de ICP OES e RMN para alimentos produzidos organicamente e convencionalmente" ["Application of exploratory analysis to ICP OES and NMR data for organically and conventionally produced food"]. Águas de Lindóia, SP, 19-22/05/2006: 29a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - Química e Energia: Transforma a vida e preserva o ambiente [29th Annual Meeting of the Brazilian Chemical Society - Chemistry and Energy: Changing Life and Preserving Environment], CDROM online, (2006) T0947-1. Poster QA-123.
Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
Aplicação de Análise Exploratória em dados de ICP OES e RMN para alimentos produzidos organicamente e convencionalmente
Andréa P. Fernandes1* (PG), Leila A. Tavares1 (PQ), Antonio G. Ferreira1 (PQ), Márcia M. C. Ferreira2 (PQ), Joaquím A. Nóbrega1 (PG), deapfernandes@yahoo.com.br
1. Grupo
de Análise Instrumental Aplicada (GAIA), Departamento de Química,
Universidade Federal de São Carlos, São
Carlos, SP.
2. Instituto
de Química - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.
Palavras Chave: Quimiometria, Alimentos, ICP OES, RMN.
Introdução
O arroz e o
café estão entre os produtos mais consumidos pela população
mundial. Os alimentos produzidos organicamente tiveram um crescimento considerável,
sendo interessante avaliar se há diferenças químicas
em relação ao produzido convencionalmente. A determinação
dos principais constituintes inorgânicos por ICP OES, com prévia
digestão assistida por radiação microondas e análise
de compostos por RMN possibilitarão um avaliação preliminar
de similaridades e distinções entre as composições
químicas desses. Pretende-se assim classificar quimiometricamente
os diferentes tipos de arroz e café verde em relação
ao modo de produção (orgânica e convencionalmente).
Resultados e Discussão
As amostras
de arroz de diversos tipos (integral, parboilizado, polido e cateto) e
de café verde (100% Arábica) de diferentes produtores foram
digeridas empregando digestão assistida por radiação
microondas (ETHOS 1600, Milestone) usando solução de HNO3
2,0 mol L-1. Na determinação
de Al, Ba, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Rb, S, Si, Sn, Sr e Zn utilizou-se
um ICP OES com configuração axial (Vista AX, Varian). Um
equipamento de ressonância magnética nuclear Bruker (9,4 Tesla)
com uma sonda BBI de 5 mm a 298 K foi empregado para obtenção
dos espectros das amostras de café. A matriz de dados autoescalados
utilizada na análise de componentes principais1
para as amostras de arroz é composta de 18 amostras em duplicata
e 15 variáveis. A análise HCA aplicada nesse conjunto de
dados demonstrou clara separação entre os produzidos organicamente
ou convencionalmente. A análise por PCA forneceu tendências
e características similares à HCA, indicando que as variáveis
utilizadas possibilitaram diferenciação entre os dois modos
de produção. Alumínio, Rb, Sn e Fe são responsáveis
pela separação entre o arroz produzido organicamente e convencionalmente
(Figura 1).
Figura 1. Gráfico de PC2 versus PC3, (a) scores e (b) loadings para amostras de arroz. Legenda: (*) organicamente produzido, (*) convencionalmente produzido.
A análise de componentes principais, tanto para os dados de RMN quanto para os de ICP-OES para as amostras de café verde, foi feita utilizando-se várias formas de pré-processamentos e transformações matemáticas, mas nenhuma delas teve sucesso na discriminação entre os cafés orgânicos e os convencionais. A explicação pode ser devido ao fato desses dois tipos de cafés apresentarem composições químicas similares.
Conclusões
Foi possível
o agrupamento do arroz por tipo de produção. As variáveis
mais discriminatórias foram Al, Rb, Sn e Fe, sendo esses os principais
elementos responsáveis pela discriminação entre produção
orgânica e convencional. Não foi possível o agrupamento
dos grãos de café verde por tipo de produção
indicando que os dois grupos de amostras possuem características
químicas semelhantes.
Agradecimentos
Os autores
agradecem a Capes, CNPq e Fapesp pelo apoio financeiro.
____________________________
1K. R. Beebe,
R. J. Pell, and M. B. Seasholtz, Chemometrics: a Practical Guide
(John Wiley and Sons, New York, 1998).
25a Reunião Anual da Sociedade
Brasileira de Química - SBQ
English
Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
Application of Exploratory Analysis to ICP OES and NMR Data for Organically and Conventionally Produced food
Andréa P. Fernandes1* (PG), Leila A. Tavares1 (PQ), Antonio G. Ferreira1 (PQ), Márcia M. C. Ferreira2 (PQ), Joaquím A. Nóbrega1 (PG), deapfernandes@yahoo.com.br
1. Grupo
de Análise Instrumental Aplicada (GAIA), Departamento de Química,
Universidade Federal de São Carlos, São
Carlos, SP.
2. Instituto
de Química - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.
Key Words: Chemometrics, Food, ICP OES, NMR.
Introduction
Rice and coffee
are among the most consumed products worlwide. Organically produced foods
have been increased considerable, what makes them interesting to compare
with conventially produced foods. Determination of inorganic constituents
by ICP OES, preceeded by digestion via microwave radiation, and NMR analysis
of the compounds will provide a preliminar evaluation of the existing similarities
and differences between the chemical compounds. The further intension is
to classify different types of rice and green coffee chemometrically, related
to the way of their production (organic and conventional).
Results and Discussion
The rice samples
of diverse types (integral, parboiled, polished and brown) and of green
coffee (10% Arabic) from different producers wree digested by microwave
radiation (ETHOS 1600, Milestone) using HNO3
solution 2.0 mol L-1. ICP OES with axial
configuration (Vista AX, Varian). A nuclear magnetic resonance instrument
Bruker (9.4 Tesla) with BBI 5mm probe at 298 K was used to obtain the spectra
of the coffee samples. The matrix with autoscaled data was treated by principal
component analysis for the 18 rice samples in duplicates and 15 variables.
HCA analysis applied to this data set showed clear separation between organically
and conventionally produced samples. PCA analysis exhibited trends similar
to those in HCA, indicating that the used variables provide differentiation
between the two ways of food production. Aluminum, Rb, Sn and Fe are responsible
for the separation of organically produced rice from that produced in conventional
way (Figure 1).
Figure 1. PC2 versus PC3 plot; (a) scores and (b) loadings for the rice samples. Legend: (*) organically produced, (*) conventionally produced.
Principal component analysis for NMR and ICP-OES data for green coffee samples was performed using various preprocessing forms and mathematical transformations. Hovewer, none of them were useful in discrimination of organic from conventional coffees. A possible explication for this is that the two coffee types have similar chemical compositions.
Conclusions
It was possible
to group rice samples according to production types. The most important
discriminatory variables were Al, Rb, Sn and Fe, being responsible for
discrimination between organic and conventional production. It was not
possible to group green coffee samples with respect to the production types,
indicating similar chemical composition of the two groups of samples.
Acknowledgements
The authors
acknowledge Capes, CNPq and Fapesp for financial support.
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1K. R. Beebe,
R. J. Pell, and M. B. Seasholtz, Chemometrics: a Practical Guide
(John Wiley and Sons, New York, 1998).
25a Reunião Anual da Sociedade
Brasileira de Química - SBQ